LTE ngay từ đầu đó hỗ trợ kỹ thuật nhiều anten tại cả trạm gốc và thiết bị
đầu cuối như là một phần khụng thể thiếu trong đặc điểm kỹ thuật. Xột trờn nhiều mặt thỡ việc sử dụng nhiều anten là một kỹ thuật quan trọng để đạt được những mục tiờu mạnh mẽ cho hiệu năng của LTE. Như đó biết thỡ việc sử dụng nhiều anten được ỏp dụng cho nhiều trường hợp với nhiều mục đớch khỏc nhau:
Nhiều anten thu cú thể được sử dụng cho việc thu phõn tập (receive diversity). Đối với truyền dẫn đường lờn, kỹ thuật này đó được sử dụng cho cỏc hệ thống tế bào từ nhiều năm trước. Tuy nhiờn, khi mà cấu hỡnh hai anten thu trở thành cơ sở cho tất cả cỏc thiết bị đầu cuối LTE thỡ hiệu suất đường lờn cũng được cải thiện đỏng kể. Phương phỏp đơn giản nhất của việc sử dụng nhiều anten là kỹ thuật phõn tập thu cổ điển để khử fading, nhưng lợi ớch thờm được đú là việc giới hạn được nhiễu nếu cỏc anten được sử dụng khụng chỉ cung cấp sự phõn tập để chống fading, mà cũn dựng để triệt nhiễu. Nhiều anten phỏt tại trạm gốc cú thể được sử dụng cho phõn tập phỏt và cỏc dạng tạo bỳp súng khỏc (beam forming). Mục tiờu chớnh của việc tạo bỳp súng là cải thiện tỷ số SNR hoặc SIR thu được, đồng thời cải thiện năng suất hệ thống và tầm phủ súng.
Ghộp kờnh khụng gian, đụi khi cũng được xem như là MIMO, việc sử dụng nhiều anten cho cả mỏy phỏt và mỏy thu được hỗ trợ bởi LTE. Việc ghộp kờnh khụng gian dẫn đến việc cho phộp tăng tốc độ trong những tỡnh huống mà điều kiện kờnh truyền cú băng thụng bị giới hạn bằng cỏch tạo ra nhiều kờnh song song.
Núi chung, cỏc kỹ thuật đa anten đều mang lại lợi ớch trong những hoàn cảnh khỏc nhau. Vớ dụ, tại tỷ số SNR và SIR tương đối thấp, chẳng hạn như khi tải trọng cao hoặc tại biờn tế bào, việc ghộp kờnh khụng gian sẽ đem lại một số lợi ớch nhất định. Đỏng lẽ, trong những trường hợp này, phải dựng nhiều anten tại đầu phỏt để nõng SNR/SIR bằng phương phỏp tạo bỳp súng. Mặt khỏc, trong trường hợp khi mà SNR và SIR tương đối cao, vớ dụ như trong những tế bào nhỏ, việc nõng cao chất lượng tớn hiệu mang lại những lợi ớch phụ khi mà tốc độ dữ liệu thu được bị giới hạn chủ yếu bởi băng thụng hơn là do giới hạn về SIR/SNR. Trong những trường hợp như vậy, đỏng lẽ ra phải dựng kỹ thuật ghộp kờnh khụng gian để khai thỏc triệt để những trạng thỏi kờnh truyền tin cậy. Hệ thống đa anten được sử dụng
dưới sự điều khiển của trạm gốc để từ đú cú thể lựa chọn được sơ đồ phự hợp cho mỗi đường truyền.